Hydraulikventile und Steuerblöcke mit Ultraschall reinigen

Die meisten Hydraulikausfälle beginnen mit einem Partikel. Ein Span von wenigen Zehntelmillimetern klemmt einen Steuerschieber, riefelt einen Ventilsitz oder verschleißt eine Pumpe; feinere Partikel tragen über Monate Steuerkanten ab. Ein großer Teil dieser Verschmutzung ist eingebaut: Sie stammt aus der Bearbeitung des Steuerblocks, des Ventilgehäuses oder des Zylinders und sitzt am Tag der Erstbefüllung in den Bohrungen. Die Reinigung des Blocks vor der Montage gehört deshalb zur Herstellung des Hydrauliksystems, und die Sauberkeit wird spezifiziert wie ein Maß.

Warum Hydraulikblöcke schwer zu reinigen sind

Ein Steuerblock ist ein massives Stück Stahl, Guss oder Aluminium mit Dutzenden Bohrungen, die sich im Inneren kreuzen. Wo zwei Bohrungen aufeinandertreffen, hinterlässt der Bohrer einen Grat an der Kante. Der Block hat Aufnahmebohrungen für Einschraubventile, Gewindeanschlüsse, Sackbohrungen, die später verstopft werden, und Kanäle mit Richtungswechseln. Späne und Kühlschmierstoff sammeln sich genau dort, wo sie am schwersten zu erreichen sind: an den Verschneidungen, am Grund der Sackbohrungen und in den Hinterstichen der Ventilaufnahmen.

Erst entgraten, dann reinigen

Ultraschallreinigung entfernt lose und locker anhaftende Partikel. Einen Grat, der an einer Verschneidung noch fest sitzt, entfernt sie nicht. Ein solcher Grat bricht später im Betrieb ab, und das ist genau der Ausfall, den die Reinigung verhindern sollte. Die Reihenfolge ist deshalb:

Bearbeitung, mit guter Spanabfuhr.
Entgraten der Verschneidungen: Bürsten, Hochdruckwasser, elektrochemisches oder thermisches Entgraten, je nach Block.
Ultraschallreinigung von allem, was das Entgraten gelöst hat, dazu Kühlschmierstoff, Feinpartikel und nach dem thermischen Entgraten die Oxidasche, die es in den Bohrungen hinterlässt.
Prüfung und Sauberkeitsanalyse.
Verschließen und Schützen aller Öffnungen.

Der Reinigungsablauf

Station	Zweck	Typische Einstellung
Ultraschallwäsche	Kühlschmierstoff, Späne, Entgratrückstände	Alkalischer Reiniger mit Inhibitor, 55 bis 65 °C, 28 kHz, 10 bis 15 min, Hubbewegung an
Ultraschallspülung	Verschleppten Reiniger und gelöste Partikel entfernen	Sauberes Wasser, 40 bis 50 °C, 28 oder 40 kHz, 3 bis 5 min
Schlussspülung	Inhibitor, fleckenfrei	VE-Wasser mit Korrosionsinhibitor
Ausblasen	Jede Bohrung entleeren	Blaslanze Anschluss für Anschluss oder automatische Abblasstation
Trocknen	Kein Wasser in den Bohrungen	Heißluft mit 80 bis 90 °C oder Vakuumtrocknung bei komplexen Blöcken

Aluminiumblöcke werden mit einem Leichtmetallreiniger bei 50 bis 60 °C und kürzeren Zeiten gereinigt. Die Blöcke kommen auf eine Vorrichtung, die sie schräg hält, damit die Bohrungen entlüften und ablaufen; siehe Gewindeteile und Sacklöcher. Wird der Block während des Zyklus auf und ab bewegt, pumpt das Flüssigkeit durch die Bohrungen; deshalb eignen sich Hubsysteme für diese Arbeit; siehe wann sich ein Hubsystem lohnt.

Sauberkeitsvorgaben

In der Hydraulik begegnen Ihnen zwei Arten von Normen:

ISO 16232 und VDA 19.1 beschreiben die Prüfung eines Bauteils: Die Partikel werden von einem Musterteil extrahiert, die Extraktionsflüssigkeit durch eine Membran filtriert, dann werden die Partikel gezählt und vermessen oder der Rückstand gewogen. Den Grenzwert legt die Spezifikation des Kunden fest, meist als größte zulässige Partikelgröße (zum Beispiel kein metallisches Partikel größer als einige hundert Mikrometer) und als höchste Rückstandsmasse je Teil oder je benetzter Fläche.
ISO 4406 gibt den Reinheitscode des Hydrauliköls selbst an, als Partikelzahlen bei 4, 6 und 14 µm. Ein sauberer Block sorgt dafür, dass ein neues System seinen Ziel-Ölcode ohne langes Spülen erreicht.

Hydraulikblock im Waschkorb, Bad mit Öl und Feinpartikeln belastet — Ein so belastetes Bad trägt Partikel zurück in die Bohrungen: Filtration und ein Badwechselplan halten es sauber

Die Reinigungsstation muss so stabil laufen, dass die Musterblöcke die Prüfung dauerhaft bestehen. Das hängt weniger von der Ultraschallleistung ab als vom Bad: eine Filtration, fein genug für das, was die Blöcke eintragen, ein Skimmer für das Öl aus dem Kühlschmierstoff und ein Badwechsel nach Plan statt erst dann, wenn die Teile schmutzig aussehen. Siehe Filtration und Badstandzeit.

Reparatur und Überholung

Ventile und Blöcke aus der Reparatur werden anders gereinigt als Neuteile. Sie tragen Lackablagerungen, Schlamm und Verschleißpartikel aus Jahren im Öl, manchmal auch Wasser und Korrosion.

Das Ventil vollständig zerlegen; Dichtungen und O-Ringe werden ersetzt, nicht gereinigt.
Bei 60 bis 65 °C mit einem kräftigen alkalischen Reiniger waschen, 15 bis 30 min; Lackablagerungen brauchen unter Umständen zwei Zyklen.
Schieber und Buchsen als gepaartes Set gemeinsam reinigen, in einem unterteilten Korb, mit 40 kHz, damit die Steuerkanten nicht beschädigt werden.
Spülen, trocknen und die Teile sofort einölen, in einem sauberen Bereich montieren.

Welche Anlage

Aufgabe	Ausstattung
Reparaturwerkstatt, Ventile und kleine Blöcke	SF-225 mit Filtration und Skimmer, ST-Spülbecken, DT-Trockner
Blockfertigung, Chargen	AL-150 oder AL-300 zum Waschen mit Hubsystem und Filtration, Spülstation, Trockner
Serienfertigung nach Sauberkeitsspezifikation	MT-Mehrtankanlage: Ultraschallwäsche, Ultraschallspülung, VE-Spülung, Abblasen und Heißluft- oder Vakuumtrockner unter einem Transportwagen

Nach der Reinigung

Jeden Anschluss sofort mit sauberen Kunststoffstopfen oder -kappen verschließen, nicht mit Klebeband. Den Block in einen Beutel packen oder abdecken, wenn er auf die Montage wartet. In einer Sauberzone montieren, fern von Zerspanung und Schleifen. Ein Block, der die Prüfung bestanden hat und danach eine Woche offen neben einer Schleifmaschine lag, hat nicht bestanden.